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对工程结构在强动力荷载作用后损伤发生发展过程进行识别是对其剩余承载力和剩余寿命进行预测的基础。结构在强动力荷载作用过程中损伤的发生发展过程可以用结构的恢复力进行最直接反应。结构构件的非线性恢复力不仅能用来直接定量计算结构耗能,还可根据不同时刻结构不同构件的非线性行为发生状况直观描述结构的破环过程,对理解结构的破坏模式的转化具有重要意义。由于工程结构材料和形式的多样化,结构非线性行为差别较大,通过某种预先假设的单一的参数化数值模型描述各种不同非线性行为十分困难。此外,在实际工程中结构的完整响应及结构质量等参数往往难以准确实现已知。因此,研究结构在部分动力响应观测下,不依赖于结构参数化恢复力模型的结构恢复力及结构质量识别方法具有重要意义。本文提出了一种仅利用结构部分加速度动力响应及外激励时程,识别结构质量及非线性恢复力的非参数化识别方法。该方法对强动力荷载作用后土木工程结构损伤识别具有重要意义。本文的主要研究内容如下:1.提出一种在结构质量、阻尼、刚度等均未知条件下,应用结构部分加速度响应测量,基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)和埃尔米特多项式(Hermite Polynomial,HP)的结构恢复力及质量的非参数化识别方法,详细介绍了方法原理和计算流程。2.以一个具有磁流变阻尼器(Magneto-Rheological damper,MR)的多自由度链式非线性结构为例,通过磁流变阻尼器模拟非线性行为,考虑不同环境测量噪声水平,结构各层质量不同及结构多处出现非线性情况,将利用所提出结构非线性恢复力、质量以及未测量动力响应识别结果与理论值进行比较,验证了所提出方法的可行性。3.通过在一个四层钢框架结构模型中引入磁流变阻尼器模拟结构非线性行为,开展动力试验,基于部分自由度上的加速度响应测量,利用所提出的结构恢复力与质量非参数化识别方法对结构含阻尼器层的非线性恢复力、结构质量以及未使用的动力响应进行识别,并与实验实测数据比较,验证了所提出方法对结构层间恢复力和集中质量的识别效果。